Blockchain là gì?
Blockchain là một loại cơ sở dữ liệu, thông tin được lưu trữ trong các khối và liên kết với nhau. Thông tin trong khối, các liên kết sẽ được mã hóa đồng thời có thể mở rộng theo thời gian. Có thể ví Blockchain như một cuốn sổ cái ghi lại toàn bộ dữ liệu trong hệ thống.
Trong đó, khái niệm cơ sở dữ liệu được hiểu tập hợp thông tin được lưu trữ dưới dạng điện tử trên hệ thống máy tính. Thông tin hoặc dữ liệu trong cơ sở dữ liệu thường được cấu trúc theo định dạng bảng để cho phép tìm kiếm và lọc thông tin cụ thể dễ dàng hơn. Mặc dù một bảng tính hoặc cơ sở dữ liệu có thể được truy cập bởi nhiều người tuy nhiên chúng chỉ thường được sở hữu bởi một tổ chức nào đó.
Việc dữ liệu bị tập trung ở một khu vực và bị quản lý bởi một tổ chức dẫn tới những rủi ro về việc bị tấn công, rủi ro bị thao túng thông tin với mục tiêu của tổ chức. Chính vì lý do này mà Blockchain ra đời với khả năng lưu trữ dữ liệu trên mạng Node (sẽ được nói rõ ở các phần sau), từ đó giảm tính tập trung của dữ liệu. Với Blockchain sẽ gần như loại bỏ các tổ chức trung gian khi hệ thống được phân quyền cho mạng lưới, nhiều người còn cho rằng hệ thống này gần như không cần sự tin tưởng.
Cơ chế hoạt động của Blockchain
Bản thân cái tên của nền tảng này đã nói lên một phần cách thức chúng vận hành. Tuy nhiên, để có thể hiểu được chi tiết cách chúng vận hành thì chúng ta cần tìm hiểu lần lượt tìm hiểu các khái niệm
Cấu trúc dữ liệu của Blockchain
Các thông tin dữ liệu sẽ được lưu trữ trong các khối (Block). Ngoại trừ khối đầu tiên, mỗi khối sẽ có cấu trúc gồm dữ liệu, mã Hash và mã Hash của khối trước đó để đánh dấu. Một khi khối dữ liệu được mã hóa thì gần như sẽ không thể thay đổi thông tin trong khối. Đây chính là một trong những điều làm nên điều khác biệt cho công nghệ này.
Các khối được liên kết với nhau, các bạn có thể hình dung tới mô hình của một đoàn tàu với các toa được đánh số thứ tự được kết nối với nhau.
Node là gì?
Khi đã hiểu được cấu trúc dữ liệu, khái niệm tiếp theo bạn cần biết đó là Node.
Node được hiểu là một thiết bị trên mạng Blockchain. Node là nền tảng cho phép công nghệ Blockchain hoạt động và tồn tại. Các node được phân bổ trong một mạng lưới rộng lớn và thực hiện nhiều tác vụ khác nhau.
Một node có thể là bất cứ thiết bị nào (máy tính, điện thoại, máy in, … ), miễn là chúng được kết nối internet và có địa chỉ IP. Hiểu một cách đơn giản thì Node là một điểm tin nhắn sẽ được tạo ra, nhận hoặc truyền đi. Tất cả mọi node trên blockchain đều được kết nối với nhau và liên tục trao đổi thông tin để các node nhanh chóng được cập nhật.
Vai trò của một nút là hỗ trợ mạng lưới bằng cách duy trì một bản sao của một blockchain, trong một số trường hợp, node đó dùng để xử lý các giao dịch. Các nút thường được bố trí theo cấu trúc dạng cây, được gọi là cây nhị phân. Mỗi một đồng tiền điện tử có các nút riêng, duy trì các bản ghi giao dịch của loại tiền đó.
Các node ở trong blockchain bao gồm:
- Root node – là nút cao nhất trong dãy cây nhị phân.
- Parent node – là nút mà có nhiều nút mở rộng từ nó.
- Child node – Nút được mở rộng từ một nút khác.
- Leaf node – là nút không có thêm nút con.
- Sibling nodes – các nút kết nối cùng với nút lớn (parent node).
- Tree – Cấu trúc dữ liệu được bắt đầu từ phần nút gốc (rood node).
- Forest – Một tập hợp bao gồm những cây nút.
- Degree – là thứ bậc nút con của node.
- Edge – sự liên kết chặt chẽ giữa các nút.
Cơ chế giúp Blockchain vận hành
Các Node sẽ thực hiện các hoạt động mã hóa và lưu trữ các khối dữ liệu, Vậy điều gì tạo động lực cho thành viên của mạng Blockchain tham gia vận hành các Node?
Câu trả lời đó là phần thưởng từ việc đóng các khối dữ liệu. Với cơ chế PoW được sử dụng cho Bitcoin và một số đồng tiền, khi các Node giải toán và tìm được mã Hash thích hợp để đóng khối, một phần thưởng là tiền sẽ được trao cho người đó. Chúng ra vẫn thường thấy các “trang trại đào Bitcoin” hoạt động với rất nhiều máy tính hoạt động liên tục với mục tiêu nhận các phần thưởng. Bản thân các máy đào (miner) cũng góp phần giúp hệ thống hoạt động.
Những ứng dụng của Blockchain
Như chúng ta đã biết, các khối trên blockchain của Bitcoin lưu trữ dữ liệu về các giao dịch tiền tệ. Nhưng hóa ra blockchain thực sự là một cách đáng tin cậy để lưu trữ dữ liệu về các loại giao dịch khác.
Truy xuất nguồn gốc cho sản phẩm
Một số công ty đã kết hợp blockchain bao gồm Walmart, Pfizer, AIG, Siemens, Unilever và một loạt các công ty khác. Ví dụ, IBM đã tạo ra chuỗi khối Food Trust để theo dõi hành trình mà các sản phẩm thực phẩm thực hiện để đến các vị trí của nó.
Tại sao làm điều này? Ngành công nghiệp thực phẩm đã chứng kiến vô số đợt bùng phát vi khuẩn e Coli, salmonella, listeria, cũng như các chất độc hại vô tình được đưa vào thực phẩm. Trong quá khứ, người ta đã mất hàng tuần để tìm ra nguồn gốc của những đợt bùng phát này hoặc nguyên nhân gây bệnh từ những gì mọi người đang ăn.
Việc sử dụng blockchain mang lại cho các thương hiệu khả năng theo dõi lộ trình của sản phẩm thực phẩm từ nguồn gốc của nó, thông qua từng điểm dừng sản phẩm và cuối cùng là quá trình giao hàng. Nếu một thực phẩm được phát hiện là bị ô nhiễm thì nó có thể được truy xuất nguồn gốc của nó qua từng điểm dừng.
Không chỉ vậy, các công ty này giờ đây còn có thể nhìn thấy mọi thứ khác mà họ có thể tiếp xúc, cho phép xác định vấn đề xảy ra sớm hơn rất nhiều, có khả năng cứu sống. Đây là một ví dụ về blockchain trong thực tế, nhưng có nhiều hình thức triển khai blockchain khác.
Ngân hàng và Tài chính
Có lẽ không có ngành nào được hưởng lợi từ việc tích hợp blockchain vào các hoạt động kinh doanh của mình hơn ngân hàng. Các tổ chức tài chính chỉ hoạt động trong giờ làm việc, năm ngày một tuần.
Điều đó có nghĩa là nếu bạn cố gắng gửi séc vào thứ Sáu lúc 6 giờ chiều, bạn có thể sẽ phải đợi đến sáng thứ Hai để xem tiền đến tài khoản của bạn. Ngay cả khi bạn thực hiện gửi tiền trong giờ làm việc, giao dịch vẫn có thể mất từ một đến ba ngày để xác minh do khối lượng giao dịch lớn mà ngân hàng cần phải giải quyết.
Bằng cách kết hợp blockchain vào các ngân hàng, người tiêu dùng có thể thấy giao dịch của họ xử lý trong ít nhất là 10 phút bất kể ngày lễ hoặc thời gian trong ngày hoặc tuần. Với blockchain, các ngân hàng cũng có cơ hội trao đổi tiền giữa các tổ chức nhanh chóng và an toàn hơn.
Với quy mô của các khoản tiền liên quan, ngay cả vài ngày tiền được vận chuyển có thể mang lại chi phí và rủi ro đáng kể cho các ngân hàng. Ngân hàng châu Âu Santander và các đối tác nghiên cứu của nó đã đặt khoản tiết kiệm tiềm năng từ 15 tỷ đến 20 tỷ đô la một năm.
Capgemini, một công ty tư vấn của Pháp, ước tính rằng người tiêu dùng có thể tiết kiệm tới 16 tỷ đô la phí ngân hàng và bảo hiểm mỗi năm thông qua các ứng dụng dựa trên blockchain.
Tiền tệ
Bằng cách trải rộng các hoạt động của mình trên mạng lưới máy tính, blockchain cho phép Bitcoin và các loại tiền điện tử khác hoạt động mà không cần cơ quan trung ương quản lý. Điều này không chỉ làm giảm rủi ro mà còn loại bỏ nhiều phí xử lý và giao dịch.
Nó cũng có thể cung cấp cho những người ở các quốc gia có tiền tệ hoặc cơ sở hạ tầng tài chính không ổn định một loại tiền tệ ổn định hơn với nhiều ứng dụng hơn và mạng lưới cá nhân và tổ chức rộng lớn hơn mà họ có thể kinh doanh, cả trong nước và quốc tế.
Sử dụng ví tiền điện tử cho tài khoản tiết kiệm hoặc làm phương tiện thanh toán đặc biệt sâu sắc đối với những người không có giấy tờ tùy thân. Một số quốc gia có thể bị chiến tranh tàn phá hoặc có chính phủ thiếu bất kỳ cơ sở hạ tầng thực sự nào để cung cấp thông tin nhận dạng.
Công dân của những quốc gia như vậy có thể không có quyền truy cập vào tài khoản tiết kiệm hoặc tài khoản môi giới và do đó, không có cách nào để cất giữ của cải một cách an toàn.
Hồ sơ tài sản
Nếu bạn đã từng dành thời gian ở Văn phòng Máy ghi âm tại địa phương của mình, bạn sẽ biết rằng quá trình ghi lại các quyền tài sản vừa nặng nề vừa không hiệu quả. Ngày nay, một chứng thư vật chất phải được giao cho một nhân viên chính phủ tại văn phòng ghi chép địa phương, nơi nó được nhập thủ công vào cơ sở dữ liệu trung tâm và chỉ mục công khai của quận. Trong trường hợp tranh chấp tài sản, các yêu cầu về tài sản phải được hòa giải với chỉ số công khai.
Quá trình này không chỉ tốn kém và mất thời gian mà làm cho việc theo dõi quyền sở hữu tài sản kém hiệu quả hơn. Blockchain có khả năng loại bỏ nhu cầu quét tài liệu và theo dõi các khối vật lý trong văn phòng ghi âm địa phương. Nếu quyền sở hữu tài sản được lưu trữ và xác minh trên blockchain, chủ sở hữu có thể tin tưởng rằng chứng thư của họ là chính xác và được ghi lại vĩnh viễn.
Hợp đồng thông minh
Một hợp đồng thông minh là một mã máy tính có thể được xây dựng thành các blockchain để tạo điều kiện, xác minh, hoặc đàm phán một thỏa thuận hợp đồng. Hợp đồng thông minh hoạt động theo một tập hợp các điều kiện mà người dùng đồng ý. Khi các điều kiện đó được đáp ứng, các điều khoản của thỏa thuận tự động được thực hiện.
Ưu điểm và nhược điểm của Blockchain
Tiềm năng của blockchain như một hình thức lưu trữ hồ sơ phi tập trung là gần như không có giới hạn. Dưới đây là ưu nhược điểm của công nghệ Blockchain mà bạn nên biết:
Ưu điểm của công nghệ Blockchain
Độ chính xác của chuỗi
Các giao dịch trên mạng blockchain được chấp thuận bởi một mạng lưới hàng nghìn máy tính. Điều này loại bỏ hầu như tất cả sự tham gia của con người trong quá trình xác minh, dẫn đến ít sai sót của con người hơn và ghi lại thông tin chính xác.
Ngay cả khi một máy tính trên mạng mắc lỗi tính toán, lỗi sẽ chỉ xảy ra với một bản sao của chuỗi khối. Để lỗi đó có thể lây lan sang phần còn lại của chuỗi khối, nó sẽ cần được thực hiện bởi ít nhất 51% máy tính của mạng — một điều gần như không thể xảy ra đối với một mạng lớn và đang phát triển có quy mô như Bitcoin.
Giảm chi phí
Thông thường, người tiêu dùng trả tiền cho ngân hàng để xác minh một giao dịch, một công chứng viên để ký một văn bản, hoặc một bộ trưởng để thực hiện hôn nhân. Blockchain loại bỏ nhu cầu xác minh của bên thứ ba và cùng với đó là các chi phí liên quan của họ.
Ví dụ, chủ doanh nghiệp phải trả một khoản phí nhỏ bất cứ khi nào họ chấp nhận thanh toán bằng thẻ tín dụng, vì các ngân hàng và công ty xử lý thanh toán phải xử lý các giao dịch đó. Mặt khác, Bitcoin không có cơ quan trung ương và có phí giao dịch hạn chế.
Phân quyền
Blockchain được sao chép và trải rộng trên một mạng máy tính. Bất cứ khi nào một khối mới được thêm vào blockchain, mọi máy tính trên mạng đều cập nhật blockchain của nó để phản ánh sự thay đổi.
Bằng cách truyền bá thông tin đó trên một mạng lưới, thay vì lưu trữ nó trong một cơ sở dữ liệu trung tâm, blockchain trở nên khó giả mạo hơn. Nếu một bản sao của blockchain rơi vào tay của một tin tặc, thì chỉ một bản sao thông tin, thay vì toàn bộ mạng, sẽ bị xâm phạm.
Giao dịch hiệu quả
Các giao dịch được thực hiện thông qua một cơ quan trung ương có thể mất đến vài ngày để giải quyết. Ví dụ: nếu bạn cố gắng gửi séc vào tối thứ Sáu, bạn có thể không thực sự thấy tiền trong tài khoản của mình cho đến sáng thứ Hai.
Trong khi các tổ chức tài chính hoạt động trong giờ làm việc, năm ngày một tuần, thì blockchain hoạt động 24 giờ một ngày, bảy ngày một tuần và 365 ngày một năm. Các giao dịch có thể được hoàn thành trong ít nhất mười phút điều này đặc biệt hữu ích cho các giao dịch xuyên biên giới.
Giao dịch cá nhân
Nhiều mạng blockchain hoạt động như cơ sở dữ liệu công khai, có nghĩa là bất kỳ ai có kết nối internet đều có thể xem danh sách lịch sử giao dịch của mạng. Mặc dù người dùng có thể truy cập thông tin chi tiết về các giao dịch nhưng họ không thể truy cập thông tin nhận dạng về người dùng thực hiện các giao dịch đó.
Nếu một người đã mua Bitcoin trên một sàn giao dịch yêu cầu nhận dạng thì danh tính của người đó vẫn được liên kết với địa chỉ blockchain của họ, nhưng không bị rò rỉ bất kỳ thông tin cá nhân nào.
Giao dịch an toàn
Khi một giao dịch được ghi lại, tính xác thực của nó phải được xác minh bởi mạng blockchain. Hàng nghìn máy tính trên blockchain vội vã xác nhận rằng các chi tiết của giao dịch mua là chính xác. Sau khi một máy tính đã xác thực giao dịch, nó sẽ được thêm vào khối blockchain.
Mỗi khối trên blockchain chứa hàm băm duy nhất của riêng nó, cùng với hàm băm duy nhất của khối trước nó. Khi thông tin trên một khối được chỉnh sửa theo bất kỳ cách nào, mã băm của khối đó sẽ thay đổi — tuy nhiên, mã băm trên khối sau nó thì không. Sự khác biệt này khiến thông tin trên blockchain cực kỳ khó bị thay đổi mà không cần thông báo.
Minh bạch
Hầu hết các blockchains hoàn toàn là phần mềm mã nguồn mở. Điều này có nghĩa là bất kỳ ai và mọi người đều có thể xem mã của nó. Điều này cung cấp cho các kiểm toán viên khả năng xem xét các loại tiền điện tử như Bitcoin để bảo mật.
Điều này cũng có nghĩa là không có thẩm quyền thực sự về việc ai kiểm soát mã của Bitcoin hoặc cách nó được chỉnh sửa. Do đó, bất kỳ ai cũng có thể đề xuất thay đổi hoặc nâng cấp hệ thống. Nếu đa số người dùng mạng đồng ý rằng phiên bản mã mới với bản nâng cấp là hợp lý và đáng giá thì Bitcoin có thể được cập nhật.
Ngân hàng không qua ngân hàng
Có lẽ khía cạnh sâu sắc nhất của blockchain và Bitcoin là khả năng cho bất kỳ ai, bất kể dân tộc, giới tính hoặc nền tảng văn hóa, sử dụng nó. Theo ngân hàng thế giới, có gần 2 tỷ người trưởng thành không có tài khoản ngân hàng hoặc bất kỳ phương tiện lưu trữ tiền bạc hoặc của cải nào. Gần như tất cả những người này sống ở các nước đang phát triển, các đất nước vẫn sử dụng hoàn toàn bằng tiền mặt.
Công nghệ blockchain của tương lai cũng đang tìm kiếm các giải pháp để không chỉ là đơn vị lưu trữ tài sản mà còn lưu trữ hồ sơ y tế, quyền tài sản và nhiều loại hợp đồng pháp lý khác.
Nhược điểm của Blockchain
Nguy cơ tấn công 51%
Mặc dù đã chứng minh được tính hiệu giúp bảo vệ Bitcoin qua thuật toán đồng thuận Proof of Work. Tuy nhiên việc tấn công 51% là hoàn toàn có thể xảy ra với mạng Blockchain. Điều này xảy ra khi một đơn vị kiểm soát hơn 50% sức mạnh của mạng lưới, điều này cho phép đơn vị này có thể phá vỡ mạng lưới thông qua việc ngăn chặn hoặc sửa đổi các giao dịch.
Khó sửa đổi dữ liệu
Một khi dữ liệu được thêm vào blockchain thì việc sửa đổi là rất khó. Mặc dù tính ổn định cũng là một lợi thế của blockchain tuy nhiên không phải trường hợp nào cũng tốt. Việc thay đổi dữ liệu khó khăn dẫn tới một số sai lầm có thể phải trả giá rất lớn.
Nguy cơ mất tài khoản và dữ liệu
Mỗi tài khoản sẽ có một chìa khóa chung và một chìa khóa cá nhân. Người dùng cần chìa khóa cá nhân để truy cập tài khoản của mình, điều này cũng có nghĩa mỗi người tự đóng vai trò như một ngân hàng. Nếu người dùng mất chìa khóa cá nhân, họ sẽ mất tài khoản và không thể làm gì để lấy lại.
Thách thức khi dữ liệu quá lớn
Các sổ cái Blockchain có thể phát triển rất lớn theo thời gian, điều này đặt ra thách thức lớn với khả năng lưu trữ của các hệ thống. Ví dụ như Blockchain Bitcoin hiện cần khoảng 200GB dung lượng lưu trữ và ngày càng tăng. Mạng lưới có nguy cơ mất các node nếu kích thước của sổ cái quá lớn để các cá nhân tải xuống và lưu trữ.
Thật may mắn khi đã có một giao thức có tên Mina Protocol (MINA) với cơ chế Proof-of-Stake thế hệ tiếp theo lưu trữ các giao dịch ở dạng ngắn gọn. Mina blockchain chỉ có kích thước 22Kb, kích thước của blockchain là không thay đổi cho dù nó được sử dụng trong bao lâu, nhờ đó có được sự đồng bộ hóa nhanh chóng của các nút. Đây có thể là chìa khóa giúp giảm dung lượng của hệ thống.
Nhận xét
Đăng nhận xét